남해 대륙붕 최남단 제주분지 및 소코트라분지의 지구조 진화와 퇴적환경

Abstract

우리나라 남해 대륙붕 최남단 해역의 제주분지와 소코트라분지에서 지구조 발달과정과 이에 수반된 퇴적환경의 변화를 해석하기 위하여 약 3,150 L-km의 다중채널 탄성파탐사 자료에 대해 탄성파층서, 지질구조 및 탄성파상 분석을 실시하였다. 탄성파탐사단면 상에서 퇴적분지들은 주로 기반암 돌출대 사이의 저지대(basement lows)에 분포하며, 분지 내 퇴적층들은 광역부정합면을 경계로 하여 4개의 메가시퀀스(megasequence)로 구분된다. 이들 층단위들은 기존 석유탐사 시추공에서 분석된 미화석 생층서와 대비해보면, 각각 에오세(MS1), 올리고세(MS2), 마이오세(MS3), 플라이오-플라이스토세(MS4)의 층으로 해석된다. 지질구조로는 주로 소코트라분지에서 열개작용을 지시하는 기반암의 블록회전과 이와 연관된 정단층들이 에오세층까지 발달하며, 상위 층준에서는 습곡구조와 정단층들이 올리고세층에 국지적으로 나타난다. 반면에, 제주분지에서는 정단층이 거의 확인되지 않고 주로 큰 규모의 역단층들과 습곡구조들이 마이오세층까지 발달되어 있으며 상위 층준에서는 뚜렷한 지질구조가 없는 것으로 보인다. 탄성파상분석에서는 반사면들의 반사특성과 형태를 기준으로 6개의 탄성파상이 분류되었는데, 각각 지질학적 기반암(B1), 화산암-퇴적물 복합체(B2), 내대륙붕 해성퇴적층(S1), 하-호성 육성퇴적층(S2), 해안퇴적층(S3), 화산암맥 또는 화산체(S4) 등으로 해석된다. 이와 같은 층서, 지질구조 및 탄성파상 분석결과를 종합하여 제주분지와 소코트라분지에 대한 지구조적 발달과정과 이에 연계된 퇴적환경의 변화를 재구성하여 제시하였다.

This study focuses on the tectonic evolution and depositional environment change of the Jeju and Socotra basins in the southernmost continental shelf of the South Sea, Korea, based on the analyses of seismic stratigraphy, geologic structures, and seismic facies on the multi-channel seismic profiles acquired by KIOST (Korea Institute of Ocean Science and Technology). The Jeju and Socotra basins commonly occur as the local basement lows surrounded by large-scale basement highs. The basin-filling sedimentary sequences are divided into 4 megasequences (MS1-MS4) by regional unconformities and their correlated conformities. The chronostratigraphy of megasequences from Eocene to Plio-Pleistocene is established based on published biostratigraphic data from the existing hydrocarbon exploration wells. Geologic structures in the Socotra Basin are characterized by rift-stage normal faults involved with basement rotation, and subsequent folds and local normal faults in Oligocene sequence interval, The Jeju Basin, by contrast, shows predominant occurrence of reverse faults and folds within Eocene to Miocene sequences. Based on the acoustic characters and reflection geometries, 6 types of seismic facies are classified, and interpreted as geologic basements (B1), volcanic-sedimentary complexes (B2), inner-shelf deposits (S1), fluvio-lacustrine deposits (S2), coastal deposits (S3), and volcanic sills or volcanic edifices (S4), respectively. By integrating all these results, we present the reconstructions of tectonic evolution and depositional environment change in Jeju and Socotra basins.